2020-2021学年第4节 越来越宽的信息之路课文内容课件ppt

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微波通信卫星通信光纤通信网络通信
1. 微波：波长在10 m ～ 1 mm 之间的电磁波，微波的频率在30 MHz ～3×105 MHz 之间。
深度理解:无线电波与微波:在电磁波谱中，按波长从长到短，排列了若干种电磁波类型，波长最长的是无线电波，再短一些的是红外线，再后面是可见光、紫外线、X射线和γ射线。这个序列中，无线电波是其中的一员。无线电波按波长可以分为长波、中波、短波和微波。微波一般采用视距传输(直线)，可以用来传输电视信号，还可以用于雷达测距和卫星通信等。
2. 微波传播的特点：大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。故必须每隔50 km左右就建一个微波中继站，如图1 所示，把上一站传来的信号处理后，再发射到下一站去。
3. 微波通信：利用微波进行的通信称为微波通信。4. 利用微波通信的原因：作为载体的电磁波，频率越高，相同时间内可以传输的信息就越多。微波比中波和短波的频率更高，可以传递更多的信息。
5. 微波通信的优点：容量大、质量好，并且可以传送很远的距离。6. 微波通信的缺点：微波通信需要大量的中继站进行信号处理和转发，如遇到雪山和大洋无法建设中继站时，微波通信就无法进行。
关于微波，下列说法中不正确的是( )A. 微波是指频率很高、波长大约在10 m~1 mm 之间的无线电波B. 微波大都能沿地球表面绕射，所以可以实现全球通信C. 微波大致沿直线传播，需要每隔50 km 左右建一个中继站D. 卫星通信是用通信卫星来作为微波通信的中继站
解题秘方：结合微波在空中传播的特点分析。
解析：微波的波长在10 m~1 mm 之间，它的频率很高，微波大致沿直线传播，需要每隔50 km 左右建一个中继站，以保证微波的传递。
1-1.下列关于微波通信的叙述，正确的是( )A. 微波的波长较短，频率较低B. 微波的波长较短，频率较高C. 微波在空气中的速度小于光速D. 微波的传播是沿地球表面绕射的
1. 定义：利用通信卫星做微波通信的中继站来进行通信的方式。2. 组成：卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统三部分组成。通信卫星就像一个无人值班的太空微波中继站，它接收从一个地面站发射来的电磁波信号，经过处理后，再发送到另一个或几个地面站。
3. 优点(1)信号覆盖范围广。地球周围均匀地分布3 颗同步通信卫星，如图2 所示，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。(2)远距离传输信息，通信容量大，干扰小，质量好，效率高，不受陆地灾害的影响，建设速度快。
拓展视野:地球同步通信卫星：同步通信卫星是运行在地球同步轨道上的人造卫星。地球同步轨道是运行方向与地球自转方向一致，运行周期等于地球自转周期并位于地球赤道平面上的圆形轨道。其高度约35 860 km，卫星在轨道上的绕行速度约为3.1 km/s，等于地球自转的角速度。
[中考·兰州] 北斗卫星导航系统是我国自主研发、独立运行的全球卫星导航系统，缩写为BDS。该系统可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务并兼具短报文通信能力。BDS 卫星通信使用的是( )A. 电磁波 B. 次声波 C. 超声波 D. 光波
解题秘方：由卫星通信的一般原理来分析BDS 卫星通信。
解析：卫星和地面的联系靠电磁波，将图片和声音等信号调制到电磁波上，把电磁波当成载体进行信息的传递，所以它传递信息利用的是电磁波。
方法提示：推理法、排除法：通信卫星一般在大气层外，不可能利用声波传递信息，而且卫星通信一般不会利用光波。
2-1.[中考·黑龙江] 2020年6 月23 日， 北斗卫星导航系统组网成功，北斗导航依靠的是_________，其在真空中传播的速度为__________m/s。
1. 光纤通信：利用激光在光导纤维中传输信息的一种通信方式。(1)激光：一种频率单一、方向高度集中的光。(2)光导纤维：简称光纤，是一种非常细的玻璃丝。(3)光缆：把若干条光纤集成束，外面再敷上保护层便成为光缆。2. 光纤通信的原理将携带信息的激光从光纤的一端射入，激光在内壁上多次反射，从另一端射出，把激光携带的信息传到远方。
光纤包括两层：内层对光的折射本领较强；外层对光的折射本领较弱。如图3 所示，光在光纤中传播时，在拐弯处遇到内外层界面时，发生全反射，重新回到内芯，经多次反射后从另一端射出。
3. 光纤通信的优点：容量大，传输距离远、不怕雷击、不受电磁干扰、通信质量高、保密性好。拓展：光纤通信是在发送端先把要传送的信息变成电信号，再调制到激光器发出的激光束上，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变成电信号，经解调后恢复原信号。
知识链接:全反射现象及发生条件:光由光密介质进入光疏介质时，要远离法线折射，如图4所示。当入射角α增加到一定大小α′时，折射光线沿界面进行，即折射角为90°，该入射角α′称为临界角。若入射角大于临界角，则不发生折射，全部光线均反射回光密介质，此现象称为全反射。当光线由光疏介质射到光密介质时，不会发生全反射。
关于光纤通信，下列说法正确的是( )A. 用的是普通可见光B. 光导纤维必须拉直才能传递信息C. 激光也是电磁波，激光的频率比微波的频率更高D. 光导纤维只能传输可见光，不能传输信息
解题秘方：概念理解法，即理解什么是光纤通信。
解析：光纤通信是通过激光(频率比微波高，传输信息能力更强)在光导纤维中传播，将激光携带的信息传输到远方的。即使光纤是弯曲的，光纤通信也不会受到太大影响。
3-1.如图5 是一段光纤放大图，AO 是一束入射到光纤上的激光，请画出激光在光纤内壁上反射的大致光路。(完成一次反射即可)
1. 因特网：利用通信线路和电磁波将世界各地的计算机网络联结起来，用来处理和传送计算机信号。2. 网络通信利用网络进行通信的方式。3. 目前使用的网络通信形式：电子邮件、QQ 和微信等。
4. 网络的应用(1)电子邮件：人们经常使用的网络通信形式。(2)查阅资料、看新闻、购物、进行视频通话、远程教育和远程医疗等。5. 计算机网络的优点计算机网络有很多用处，其中最突出、最重要的三个优点是数据通信、资源共享和分布处理。
知识详解:计算机网络通信：网络是用物理链路将各个孤立的工作站或主机联在一起，组成数据链路，从而达到资源共享和通信的目的。通信是人与人之间通过某种媒体进行的信息交流与传递。网络通信是通过网络将各个孤立的设备进行联结，通过信息交换实现人与人，人与计算机，计算机与计算机之间的通信。
电话通信与网络通信(电子邮件)有许多相似之处，如图6 所示，两图表示出两种通信的工作原理，比较两者可以发现：
(1)电话通信中电话机相当于网络通信中的____________；(2)电话通信中电话交换机相当于网络通信中的_________；(3)电话通信中通信线路相当于网络通信中的___________________。
解题秘方：对比不同装置的原理图，要么找出主要的不同之处，要么找出两者的相似之处。
解析：电话通信和网络通信类似，电话机相当于计算机，电话交换机相当于服务器，通信线路相当于导线、光缆和微波等。
4-1.5G 网络是第五代移动通信网络的简称，其采用的电磁波频率比4G 网络更高，网络下载速度比4G 网络快数百倍。以下关于5G 网络的说法错误的是( )A.5G 网络信号可以在真空中传播B.5G 网络在空气中的传播速度是340 m/sC.5G 电磁波的波长比4G更短D.5G 网络使用微波进行传递信息